Šlapimo ląstelių vienos ląstelės RNR sekos nustatymas atskleidžia skirtingą COVID{1}} ląstelių įvairovę – AKI Ⅱ

Rezultatai

Mes atlikome scRNAseq šlapimo nuosėdoms iš aštuonių hospitalizuotų pacientųCOVID{0}}, penki suAKIir trys be AKI. Keturi papildomi šlapimo mėginiai išhospitalizuoti pacientai be COVID{0}}ir su AKI taip pat buvo renkami siekiant palyginti galimus AKI skirtumus COVID{{0}} kontekste. Vidutinis sCr pacientams, sergantiems su COVID-19 susijusiu AKI, surinkimo metu buvo 2,4 mg/dl, palyginti su 0,83 mg/dl kontrolinės grupės pacientų. Pažymėtina, kad du iš pacientų, sergančiųCOVID 19-susijęAKIturėjo anksčiauCKD diagnozės, kuri buvo įrodytapabloginti COVID pasekmes{0}}(39,40). Gretutinės ligos ir kiti kintamieji šiek tiek skyrėsi tarp AKI ir ne AKI kontrolinių populiacijų (1 lentelė).

Remiantis ankstesnėmis ataskaitomis (29), ląstelių skaičius tarp pacientų buvo labai nevienalytis (papildomas 1 paveikslas, A ir B). Iš viso buvo sekvenuotos 65 234 ląstelės, o 30 076 ląstelės buvo išsaugotos atliekant kokybės kontrolę. Integruotas vienodas kolektoriaus aproksimavimas ir visų 12 pacientų mėginių projekcijos atskleidė įvairias inkstų, urotelio ir imuninių ląstelių masyvas (1 pav., A, E ir F). Mums pavyko aptikti daugumą inkstų ląstelių, įskaitant podocitus ir VCAM11 inkstų ląsteles, parodydami galimybę neinvaziškai ištirti inkstus analizuojant šlapimą. Urotelio ląstelių populiacijoje yra aiškus nevienalytiškumas, kuris nepatenka į šio tyrimo sritį, tačiau reikalauja tolesnio tyrimo. Užfiksuoti ląstelių tipai skyrėsiAKI ir ne AKI grupės(1 pav., B–D), taip pat tarp kiekvieno paciento (papildomas 1C paveikslas). Kaip ir tikėtasi, su COVID-19 susijusiuose AKI mėginiuose buvo aptiktas didesnis imuninių ląstelių skaičius.

TRADICINĖS KINŲ ŽOLĖS KAIP INKSTU DIETA

GSEA atskleidė padidintą reguliavimąapoptoziniai genai, IFN atsako elementai ir įvairūs kiti signalizacijos keliai tiek su COVID-19 susijusiuose, tiek su COVID-19 nesusijusiuose AKI ir ne AKI kontroliniuose mėginiuose (2C pav., 2 papildomas paveikslas). Dėl didelių energijos poreikių ir mitochondrijų kiekio proksimaliniai kanalėliai yra viena iš struktūrų, jautriausių įžeidimams AKI metu (41), o sužalojimo sunkumas yra susijęs su bendrais rezultatais (42). Pacientų, sergančių AKI, proksimalinių kanalėlių ląstelių analizė atskleidė su apoptoze, DNR atstatymu ir ląstelių atsaku į reaktyviąsias deguonies rūšis ir stresą susijusių kelių praturtėjimą, priešingai nei pacientai, neturintys AKI (2 pav., A ir B). Panašus reguliavimas buvo aptiktas ir kitose inkstų kanalėlių ląstelėse. Su pažeidimu susiję keliai buvo reguliuojami AKI, tačiau reaktyviųjų deguonies rūšių praturtėjimas, DNR pažeidimai ir apoptoziniai keliai proksimaliniuose kanalėliuose, Henlės kilpoje ir surinkimo kanale buvo labiau akivaizdūs sergant COVID{8}}. AKI, palyginti su ne COVID{9}} AKI pavyzdžiais. Įtariame, kad AKI yra daug persidengiančių būdų dėl traumų mechanizmų derinio, įskaitant išemiją, uždegimą ar toksiškumą vaistams. Papildomas su COVID-19 susijusio AKI su žala susijusių kelių praturtėjimas gali būti dėl kitų uždegiminių procesų, vykstančių COVID{12}} ligos procese. Tai gali paaiškinti medžiagų apykaitos skirtumus, pastebėtus pacientų, sergančių su COVID-19 susijusiu AKI, šlapime (43)

Viruso patekimo receptorių ACE2 gausu įvairiuose audiniuose, įskaitant inkstus. ACE2 ir TMPRSS2 nuorašai buvo aptikti įvairiose inkstų epitelio ląstelėse ir buvo ypač gausūs urotelio ląstelėse (3A pav.). Kadangi SARS-CoV-2 yra RNR virusas su poli-A uodega (44), sukūrėme pritaikytą genomą suderinimui, kuriame SARS-CoV-2 genomas buvo pridėtas kaip egzonas prie žmogaus hg38. genomo. Įdomu tai, kad nors pacientų, sergančių AKI, inkstų ląstelėse neaptikome SARS-CoV-2 viruso nuorašų, aptikome pėdsakų nuorašus 7 paciento (kuris sirgo COVID-19 be AKI) urotelio ląstelėse. ), rodantis tiesioginę šių šlapimo pūslės ląstelių užkrėtimą (3A pav.). Individuali 7 paciento analizė atskleidė keletą inkstų kilmės ląstelių. Dauguma išskirtų ląstelių buvo imuninės ir urotelinės ląstelės. Virusinė RNR buvo rasta tik urotelio ląstelėse, turinčiose didelę ACE2 ekspresiją (3B pav., 3 papildomas paveikslas). Šio paciento šlapimo analizė parodė leukocituriją be bakterinės infekcijos požymių (neigiama leukocitų esterazė ir nitritai) (3C pav.). Urotelio ląstelių kelio analizė atskleidė 1 tipo IFN signalizacijos takų praturtėjimą, ūminį uždegiminį atsaką ir leukocitų atsakus (3D paveikslas, papildomas 2B paveikslas), o tai atitinka šių ląstelių virusinę infekciją.

2 pav.|Su pažeidimais susijusių takų praturtinimas pacientų, sergančių AKI, ląstelėse. Kiekvienos integruoto UMAP ląstelių klasterio genų rinkinio praturtinimo analizė, siekiant nustatyti būdus, įskaitant (A) būdingus reaktyviųjų deguonies rūšių kelius, (B) būdingus apoptozės kelius ir (C) skiriamuosius DNR atkūrimo kelius pacientams, sergantiems COVID-19 AKI (kairieji skydeliai), COVID-19 nėra AKI valdiklių (centriniai skydeliai) ir pacientai, sergantys ne COVID-19 AKI (dešinieji skydeliai). Klasterių identifikavimas yra toks: 1, urotelinis; 2, urotelinis; 3, urotelinis; 4, makrofagas; 5, MHC 2 klasės teigiamas neutrofilas; 6, Henlės kilpa; 7, neutrofilas; 8, surinkimo kanalas; 9, urotelinis; 10, skėtis; 11, neutrofilų; 12, surinkimo kanalas; 13, inkstų reziduojantis makrofagas; 14, neutrofilų; 15, urotelinis; 16, dviratis; 17, proksimalinis kanalėlis; 18, proksimalinis kanalėlis; 19, lygiųjų raumenų ląstelė; 20, tarpinė ląstelė; 21, urotelinis; 22, T ląstelė; 23, podocitas; 24, raudonieji kraujo kūneliai; 25, makrofagas; 26, B ląstelė; 27, makrofagas; 28, raudonieji kraujo kūneliai.tiesioginės infekcijos įrodymų trūko. Mechaįėjimo nismas būtų iš bazinės urotelio pusėsląstelės, jei iš kraujo arba luminalinės pusės, jei iš šlapimo.

Ankstesnis tyrimas parodė, kad ACE2 yra išreikštas ir baziniame, ir luminaliniame šlapimo pūslės paviršiuose (23). Virusinio cistito nustatymas naudojant scRNAseq atitinka 7 paciento klinikines charakteristikas (3C pav.). Nors virusas buvo aptiktas tik nedaugelyje ląstelių, manome, kad dauguma virusu užkrėstų ląstelių galėjo būti išfiltruotos atliekant šlapimo apdorojimo ir duomenų analizės kokybės kontrolės veiksmus, kurių metu pašalinome negyvas ir mirštančias ląsteles.